專利名稱：基于路徑優(yōu)化查找的p2p網(wǎng)絡(luò)安全信任管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及P2P網(wǎng)絡(luò)中的安全信任管理系統(tǒng)，用于更好 的抑制了惡意節(jié)點(diǎn)的行為。 隨著P2P網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，它已經(jīng)被廣泛用于遠(yuǎn)程通信，文件共享，分布式計(jì)算等 多種領(lǐng)域。于是如何高效地管理網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信任，成為P2P網(wǎng)絡(luò)中亟待解決的 問題。目前大部分的P2P網(wǎng)絡(luò)主要研究如何區(qū)分潛在的善意節(jié)點(diǎn)和惡意節(jié)點(diǎn)，近幾年對(duì)于 這方面的研究越來越多，最常見的方法就是建立信任模型，通過計(jì)算模型中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信 任度和信譽(yù)值來解決這一問題。而這些信任模型不能有效的抑制節(jié)點(diǎn)的各種惡意行為，比 如提供不可靠的服務(wù)，聯(lián)合欺詐，對(duì)網(wǎng)絡(luò)無貢獻(xiàn)等。因此在節(jié)點(diǎn)間建立一個(gè)有效防止惡意節(jié) 點(diǎn)行為的信任管理方法是很有必要的。 文獻(xiàn)"P2P信任資源鏈模型對(duì)于惡意節(jié)點(diǎn)行為的分析"("Analysis onMalicious
Peer' s Behavior of the P2P Trust Resource Chain Model, Software Engineering,
Artificial Intelligence, Networking andParallel/Distributed Computing,SCI 149，
pp. 89-102,2008，")公開了一種有效防止各種惡意節(jié)點(diǎn)行為的P2P網(wǎng)絡(luò)信任模型。該方案 的主要思想是通過多次交易，每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成一個(gè)交易失敗表，該表中記錄了所有交易失敗 的路徑，在該表中頻繁出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)將被列為惡意節(jié)點(diǎn)，接著又引入了信任因子和影響因子 對(duì)可信鏈進(jìn)行更新，對(duì)P2P網(wǎng)絡(luò)中多種可能存在的惡意節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行了全面的分析，并且 提出了相應(yīng)的解決辦法。但是該方案也存在以下問題 —.耗費(fèi)大量時(shí)間在尋找失敗的鏈路上，通過比較多條失敗鏈路來尋找惡意節(jié) 點(diǎn)，這個(gè)方法使得整個(gè)系統(tǒng)惡意節(jié)點(diǎn)查找的效率降低，并且不易實(shí)現(xiàn)。 二.對(duì)于P2P網(wǎng)絡(luò)信任初始化，該方案中并沒有提及，新加入節(jié)點(diǎn)由于沒有初始信 任，無法和其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信； 三.對(duì)于搜索路徑的最大長(zhǎng)度也沒有限制，搜索可能會(huì)無限進(jìn)行下去，使得路徑 查找的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò) 安全信任管理系統(tǒng)，以提高對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)查找和路徑查找的效率，實(shí)現(xiàn)新加入節(jié)點(diǎn)和其他節(jié) 點(diǎn)間的有效通信。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的安全信任管理系統(tǒng)，包括 用于對(duì)新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的初始信任度賦值，制定系統(tǒng)的信任因子，設(shè)置P2P 網(wǎng)絡(luò)的最大搜索長(zhǎng)度L的初始化模塊； 用于存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息，并提供查詢服務(wù)的存儲(chǔ) 信任模塊；
背景技術(shù)：
5
用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的較優(yōu)的K條推薦路徑，分別計(jì)算 出這K條推薦路徑的信任度，再通過加權(quán)平均得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的路徑 優(yōu)化查找模塊； 用于在P2P網(wǎng)絡(luò)初始化以后，源節(jié)點(diǎn)通過查詢存儲(chǔ)信任模塊中的信任信息，得到 目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通過路徑優(yōu)化查找模塊得到推薦信任度的 信任度查詢模塊； 用于接收來自信任度查詢模塊的有關(guān)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度、推薦信任度和信譽(yù) 值，通過計(jì)算得到目的節(jié)點(diǎn)綜合信任度的信任度計(jì)算模塊； 用于根據(jù)信任度計(jì)算模塊的綜合信任度和初始化模塊的信任因子，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的 信任度進(jìn)行評(píng)估，決定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否交互的信任決策模塊； 用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)交互后，源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)在此次交互中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià) 的交互評(píng)價(jià)模塊； 用于根據(jù)信任決策模塊，得到節(jié)點(diǎn)是否為善意節(jié)點(diǎn)和惡意節(jié)點(diǎn)，再對(duì)節(jié)點(diǎn)采取相 應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制更新節(jié)點(diǎn)的直接信任度的獎(jiǎng)懲模塊； 用于根據(jù)交互評(píng)價(jià)模塊和獎(jiǎng)懲模塊，得到對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)懲機(jī)制，更新 源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊中的信任度更新模 塊。 所述的路徑優(yōu)化查找模塊包括 用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)推薦路徑的路徑搜索子模塊；
用于激勵(lì)推薦路徑上各節(jié)點(diǎn)主動(dòng)進(jìn)行推薦的激勵(lì)子模塊； 用于計(jì)算路徑搜索模塊中得到的K條推薦路徑的推薦信任度，再通過加權(quán)平均得 到源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的推薦信任度計(jì)算子模塊。
所述的信任度查詢模塊包括 用于源節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中查詢目的節(jié)點(diǎn)直接信任度的直接信任度查詢子模 塊； 用于根據(jù)路徑優(yōu)化查找模塊，源節(jié)點(diǎn)查詢目的節(jié)點(diǎn)推薦信任度的推薦信任度查詢 子模塊； 用于查詢目的節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中的信譽(yù)值的信譽(yù)查詢子模塊。
所述的獎(jiǎng)懲模塊包括 用于對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)提出懲罰機(jī)制的懲罰子模塊；
用于對(duì)善意節(jié)點(diǎn)提出獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的獎(jiǎng)勵(lì)子模塊。
所述的信任度更新模塊包括 用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在交互之前有直接信任關(guān)系時(shí)，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度更 新的直接更新子模塊； 用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在交互之前無直接信任關(guān)系時(shí)，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度更 新的間接更新子模塊。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的安全信任管理方法，包括 用于對(duì)新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的初始信任度賦值，制定系統(tǒng)的信任因子，設(shè)置P2P 網(wǎng)絡(luò)的最大搜索長(zhǎng)度L的初始化步驟；
用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的較優(yōu)的K條推薦路徑，分別計(jì)算 出這K條推薦路徑的信任度，再通過加權(quán)平均得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的路徑 優(yōu)化查找步驟； 用于存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息，并提供查詢服務(wù)的存儲(chǔ) 信任步驟； 用于在P2P網(wǎng)絡(luò)初始化以后，源節(jié)點(diǎn)通過查詢存儲(chǔ)信任模塊中的信任信息，得到 目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通過路徑優(yōu)化查找模塊得到推薦信任度的 信任度查詢步驟； 用于接收來自信任度查詢模塊的有關(guān)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度、推薦信任度和信譽(yù) 值，通過計(jì)算得到目的節(jié)點(diǎn)綜合信任度的信任度計(jì)算步驟； 用于根據(jù)信任度計(jì)算模塊的綜合信任度和初始化模塊的信任因子，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的 信任度進(jìn)行評(píng)估，決定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否交互的信任決策步驟； 用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)交互后，源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)在此次交互中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià) 的交互評(píng)價(jià)步驟； 用于根據(jù)信任決策模塊，得到節(jié)點(diǎn)是否為善意節(jié)點(diǎn)和惡意節(jié)點(diǎn)，再對(duì)節(jié)點(diǎn)采取相 應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制更新節(jié)點(diǎn)的直接信任度的獎(jiǎng)懲步驟； 用于根據(jù)交互評(píng)價(jià)模塊和獎(jiǎng)懲模塊，得到對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)懲機(jī)制，更新 源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊中的信任度更新步 驟。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn) 1)節(jié)點(diǎn)在新加入網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)對(duì)初始信任度賦值，使該節(jié)點(diǎn)可以和其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通 信，具有實(shí)際可操作性，解決了 P2P網(wǎng)絡(luò)的信任初始化問題； 2)推薦路徑查找過程中，利用蟻群優(yōu)化算法搜索推薦路徑，同時(shí)設(shè)置最大搜索路 徑長(zhǎng)度，使得節(jié)點(diǎn)不需要重復(fù)查找多條失敗路徑得到惡意節(jié)點(diǎn)，只需查找本地存儲(chǔ)信任模 塊，得到節(jié)點(diǎn)的信任信息，計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)的綜合信任度，再與信任因子進(jìn)行比較，檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn) 是否為惡意節(jié)點(diǎn)，并且在查找過程中引入激勵(lì)機(jī)制，激勵(lì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行推薦來 獲得自身信任度的提高，解決了惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)無貢獻(xiàn)的行為，提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全性 和查找效率； 3)交互結(jié)束后，根據(jù)交互的評(píng)價(jià)結(jié)果，提出具體的獎(jiǎng)懲機(jī)制，使得惡意節(jié)點(diǎn)為了維 持較高的信任度不敢做出惡意行為，更好地抑制了惡意節(jié)點(diǎn)的行為。


圖1本發(fā)明中P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2本發(fā)明中P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法流程圖
圖3本發(fā)明中P2P網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例拓?fù)鋱D
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)Dl，本發(fā)明的安全信任管理系統(tǒng)包括 1.初始化模塊，用于對(duì)新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的初始信任度賦值，制定系統(tǒng)的信任因子，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的最大搜索長(zhǎng)度。 la)對(duì)新加入節(jié)點(diǎn)既不能完全信任，也不能完全不信任，因?yàn)榫C合信任度T(a， b) 取值范圍在0和1中間，O代表完全不信任，1代表完全信任，則在0. 5附近取值更為合理， 因此設(shè)定新加入的節(jié)點(diǎn)的初始信任度為0. 5，這樣對(duì)每個(gè)新加入節(jié)點(diǎn)也不失公平性；
lb)設(shè)定可信因子T為0. 5，如果此次交易風(fēng)險(xiǎn)越大，可信因子就相應(yīng)的增加；
lc)設(shè)置P2P網(wǎng)絡(luò)的最大搜索長(zhǎng)度L為IO，這樣搜索路徑的時(shí)間就有了限制。
2.存儲(chǔ)信任模塊，用于存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息，并提 供查詢服務(wù)。 在P2P網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)本地都設(shè)置一個(gè)直接信任關(guān)系表D乙Table，其中DT_Table 記錄的是與該節(jié)點(diǎn)有過直接交互的點(diǎn)的信任，主要字段有{peer」d， dtv， ptv， Cj ， peer」d 為與該節(jié)點(diǎn)有過直接交互的點(diǎn)的id， dtv是最后一次交互后對(duì)peer」d點(diǎn)的直接信任度， ptv是最近一次交互對(duì)peer」d點(diǎn)的信譽(yù)評(píng)價(jià)，&為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)該點(diǎn)信譽(yù)的交互影響因 子，路徑優(yōu)化查找模塊中，就需要查找推薦路徑上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的DT_Table來尋徑。
3.路徑優(yōu)化查找模塊，該模塊包括路徑搜索子模塊、激勵(lì)子模塊和推薦信任度計(jì) 算子模塊，其中 路徑搜索子模塊，用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)a到目的節(jié)點(diǎn)b較優(yōu)的K條 推薦路徑，通過查找每個(gè)節(jié)點(diǎn)本地的直接信任關(guān)系表DT_Table來尋徑，尋徑過程中，搜索 路徑長(zhǎng)度超過L時(shí)，停止查找； 激勵(lì)子模塊，用于激勵(lì)推薦路徑上各節(jié)點(diǎn)主動(dòng)進(jìn)行推薦，推薦路徑上，節(jié)點(diǎn)i和節(jié) 點(diǎn)j之間每尋徑一次，它們的直接信任度就變化一次，在此引入了激勵(lì)機(jī)制，隨著尋徑次數(shù) 的增多，節(jié)點(diǎn)之間的直接信任度就會(huì)得到抬高，使得節(jié)點(diǎn)愿意推薦，節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的 直接信任度的更新公式如下，^v^ + D =px^v)(0 + Ac//v〗，其中A^vj =(1-，
o稍大于l， P為時(shí)間衰減因子，P e
，則當(dāng)t—①時(shí)，^ft;^ + l)-(TJ^(0 ，也就意味
著兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的直接信任度也相應(yīng)的不斷更新，同時(shí)限制直接信任度的更新范圍在
內(nèi)； 推薦信任度計(jì)算子模塊，用于計(jì)算路徑搜索子模塊中得到的第K條推薦路徑的推 薦信任度^7^ = IT ，其中Ak為第k條路徑上的信任關(guān)系集合，再通過加權(quán)平均得到源
節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度^^ 二^Zt,7^ 。 4.信任度查詢模塊，該模塊包括直接信任度查詢子模塊、推薦信任度查詢子模塊 和信譽(yù)查詢子模塊，其中 直接信任度查詢子模塊，用于在P2P網(wǎng)絡(luò)初始化以后，源節(jié)點(diǎn)a在DT_Table中查 詢目的節(jié)點(diǎn)b的直接信任度dtv，記為dtv。ld ; 推薦信任度查詢子模塊，用于源節(jié)點(diǎn)a在路徑優(yōu)化查找模塊中查詢目的節(jié)點(diǎn)b的 推薦信任度RTVavg ; 信譽(yù)查詢子模塊，用于源節(jié)點(diǎn)a查詢目的節(jié)點(diǎn)b的DT_Table中的ptv和&計(jì)算 信譽(yù)值PTVb，通過引入交互影響因子Ci，預(yù)防惡意節(jié)點(diǎn)可能在若干普通交互中表現(xiàn)良好而 抬高其信任度，而在一次重要交互中表現(xiàn)不誠(chéng)實(shí)。
5.信任度計(jì)算模塊，用于接收來自信任度查詢模塊的有關(guān)目的節(jié)點(diǎn)b的直接信任 度dtv。ld、推薦信任度RTVavg和信譽(yù)值PTVb，通過計(jì)算得到目的節(jié)點(diǎn)綜合信任度為T (a， b)= a Xdtv。ldX p+P XRTVavg+y XPTVb，其中《+ "+ ^1 ， a ， p ， y g
來表示。
6.信任決策模塊，用于根據(jù)信任度計(jì)算模塊的T(a， b)和初始化模塊的信任因子 T，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)b的信任度進(jìn)行評(píng)估，決定源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b是否交互。
7.交互評(píng)價(jià)模塊，用于源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b交互后，源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)在此次交 互中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，記為Ptv。 8.獎(jiǎng)懲模塊，該模塊包括獎(jiǎng)勵(lì)子模塊和懲罰子模塊，其中 獎(jiǎng)勵(lì)子模塊用于對(duì)善意節(jié)點(diǎn)提出獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，若節(jié)點(diǎn)b為善意節(jié)點(diǎn)，給源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目 的節(jié)點(diǎn)b的直接信任度乘以獎(jiǎng)勵(lì)因子"，即dtvMW = " dtv。ld， " = eT(a'b)—t為一個(gè)稍大 于1的數(shù)； 懲罰子模塊用于對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)提出懲罰機(jī)制，若節(jié)點(diǎn)b為惡意節(jié)點(diǎn)，給節(jié)點(diǎn)a對(duì)b的
直接信任度乘以一個(gè)懲罰因子e，即dtv旨二 e .dtv。w， e的值由eT—T(a'b) e 二t來決 定，e g [o，i]。
9.信任度更新模塊，該模塊包括直接更新子模塊和間接更新子模塊，其中
直接更新子模塊，用于源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b在交互之前有直接信任關(guān)系時(shí)，根據(jù) 獎(jiǎng)懲模塊來更新源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)b的直接信任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊 的DT_Table中； 間接更新子模塊，用于源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b在交互之前無直接信任關(guān)系時(shí)，根據(jù) 交互評(píng)價(jià)模塊中的Ptv和信任度計(jì)算模塊的T (a， b)，更新源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)b的直接信 任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊的DT_Table中。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明的安全信任管理方法，包括
步驟l，初始化。 設(shè)定系統(tǒng)的可信因子T為0. 5，路徑查找的最大搜索長(zhǎng)度L為IO，源節(jié)點(diǎn)a想訪問 目的節(jié)點(diǎn)h上的資源，若源節(jié)點(diǎn)a為新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，則將源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h的 綜合信任度T(a，h)設(shè)為0.5。
步驟2，存儲(chǔ)信任。 為系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)本地設(shè)置一個(gè)直接信任關(guān)系表DT_Table，如表1所示，供節(jié)點(diǎn)
搜索路徑時(shí)查詢。
有過直接交最近一次交互對(duì)最近一次交互對(duì)該點(diǎn)信譽(yù)的交
互的點(diǎn)的idpeer—id點(diǎn)的直對(duì)peer—id點(diǎn)的互影響因子
接信任度信譽(yù)評(píng)價(jià)
peer—iddtvptv 表1直接信任關(guān)系表DT_Table
步驟3，路徑優(yōu)化查找。 第一步，利用蟻群優(yōu)化算法搜索最優(yōu)推薦路徑，設(shè)m是螞蟻的數(shù)量，為節(jié)點(diǎn)間的 距離，dtv/(t)表示t時(shí)刻路徑i — j上殘留的信息素量，物理意義為節(jié)點(diǎn)i對(duì)節(jié)點(diǎn)j的直
9接信任值，m只螞蟻全部從源節(jié)點(diǎn)a出發(fā)，運(yùn)動(dòng)過程中，按照Pi/a)進(jìn)行概率轉(zhuǎn)移。 其中Jk為螞蟻k目前尚未訪問過的節(jié)點(diǎn)集合，參數(shù)a ， |3分別用來控制信息素濃 度和距離的相對(duì)重要程度； 第二步，當(dāng)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)h時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，當(dāng)螞蟻?zhàn)叩拈L(zhǎng)度大于L時(shí)，停止運(yùn) 動(dòng)，當(dāng)所有的螞蟻都停止尋徑時(shí)一次循環(huán)結(jié)束； 第三步，尋徑過程中，任意節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間每尋徑一次，它們的直接 信任度就變化一次，在此引入了激勵(lì)機(jī)制，直接信任度的更新用如下公式表示， +=/ xd^v)(0 + Ad v)，其中Ac^v) =(1 —p)'cr.^v)(0 ，其中o稍大于l，由于P G
，則當(dāng)t—①。時(shí)，^^( + 1) = ^^^(0，同時(shí)限制直接信任度的更新范圍在[O，l]內(nèi);
第四步，重復(fù)第一步至第三步，經(jīng)過多次循環(huán)選出信息素濃度最高的路徑，即最 優(yōu)的信任路徑，然后排除掉這條路徑，再利用蟻群算法找到次優(yōu)的信任路徑，這樣循環(huán)K
次，得到K條獨(dú)立地較優(yōu)信任路徑，第K條推薦信任路徑上的信任度= .F[ '
其中Ak為第k條路徑上的信任關(guān)系集合，K條推薦信任路徑綜合得出的信任度 步驟4，信任度查詢。 參照?qǐng)D3，本步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下 第一步，若源節(jié)點(diǎn)a為已存在P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，則源節(jié)點(diǎn)a先在自己的直接信任關(guān) 系表DT_Table中查找對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h的直接信任度，如果找到，則取出記為dtv。ld ;
第二步，源節(jié)點(diǎn)a再利用路徑優(yōu)化查找的步驟得到目的節(jié)點(diǎn)h的推薦信任度 RTVavg ; 第三步，查找目的節(jié)點(diǎn)h的本地直接信任關(guān)系表DT_Table，找到所有節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià) 值ptVi和交互影響因子Ci，假設(shè)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)h有過直接交互，則目的節(jié)點(diǎn)h的 步驟5，信任度計(jì)算。 源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h的綜合信任度為直接信任度、推薦信任度和目的節(jié)點(diǎn)h的 信譽(yù)的加權(quán)和，即T(a， h) = a Xdtv。ldX p+P XRTVavg+y XPTVh，其中a+p + Y =1， a 為直接信任度dtv。ld的權(quán)重因子a G [O，l]，P為推薦信任度RTV^的權(quán)重因子P G
， y為目的節(jié)點(diǎn)h的信譽(yù)PTVh的權(quán)重因子y g [O，l]， p為時(shí)間衰減因子。
步驟6，信任決策。 若綜合信任度T(a，h)小于可信因子0.5，禁止交互，若綜合信任度T(a，h)大于等
i 7T 二丄Y^ ; 7y 。 ^ 、 r厶h"、 0
信譽(yù)值P7T^ =于可信因子O. 5時(shí)，進(jìn)行交互。
步驟7，交互評(píng)價(jià)。 源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)h進(jìn)行交互后，源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h在此次交互中的表現(xiàn) 進(jìn)行評(píng)價(jià)，記為Ptv。
步驟8，獎(jiǎng)懲。 第一步，當(dāng)綜合信任度T (a， h)小于信任因子T時(shí)，說明目的節(jié)點(diǎn)h不可信，則給源
節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h的直接信任度乘以一個(gè)懲罰因子e，gpdtvn = e 'dtv。w， e的值由 eT-T(a'h) e = t來決定，e g [o，i]; 第二步，當(dāng)綜合信任度T (a， h)大于等于信任因子T時(shí)，說明目的節(jié)點(diǎn)h可信，則給 源節(jié)點(diǎn)a對(duì)目的節(jié)點(diǎn)h的直接信任度乘以獎(jiǎng)勵(lì)因子"，即dtvMW = " 'dtv。w， " = eT(a'h)—t
為一個(gè)稍大于1的數(shù)。 步驟9，信任度更新。 第一步，源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)h此次交互之前有直接信任關(guān)系，則根據(jù)此次交互的 評(píng)價(jià)，采用相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制來更新直接信任度； 第二步，源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)h此次交互之前無直接信任關(guān)系，則更新直接信任度 為dtv加w二 S XT(a，h) + (l-S) Xptv， 其中S為綜合信任度T(a，h)的權(quán)重因子，S G [O，l]。
權(quán)利要求
一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理系統(tǒng)，包括用于對(duì)新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的初始信任度賦值，制定系統(tǒng)的信任因子T，設(shè)置P2P網(wǎng)絡(luò)的最大搜索長(zhǎng)度L的初始化模塊；用于存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息，并提供查詢服務(wù)的存儲(chǔ)信任模塊；用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的較優(yōu)的K條推薦路徑，分別計(jì)算出這K條推薦路徑的信任度，再通過加權(quán)平均得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的路徑優(yōu)化查找模塊；用于在P2P網(wǎng)絡(luò)初始化以后，源節(jié)點(diǎn)通過查詢存儲(chǔ)信任模塊中的信任信息，得到目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通過路徑優(yōu)化查找模塊得到推薦信任度的信任度查詢模塊；用于接收來自信任度查詢模塊的有關(guān)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通過計(jì)算得到目的節(jié)點(diǎn)綜合信任度的信任度計(jì)算模塊；用于根據(jù)信任度計(jì)算模塊的綜合信任度和初始化模塊的信任因子，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的信任度進(jìn)行評(píng)估，決定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否交互的信任決策模塊；用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)交互后，源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)在此次交互中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的交互評(píng)價(jià)模塊；用于根據(jù)信任決策模塊，得到節(jié)點(diǎn)是否為善意節(jié)點(diǎn)和惡意節(jié)點(diǎn)，再對(duì)節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制更新節(jié)點(diǎn)的直接信任度的獎(jiǎng)懲模塊；用于根據(jù)交互評(píng)價(jià)模塊和獎(jiǎng)懲模塊，得到對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)懲機(jī)制，更新源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊中的信任度更新模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任系統(tǒng)，其特征在于 路徑優(yōu)化查找模塊包括用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)推薦路徑的路徑搜索子模塊； 用于激勵(lì)推薦路徑上各節(jié)點(diǎn)主動(dòng)進(jìn)行推薦的激勵(lì)子模塊；用于計(jì)算路徑搜索子模塊中得到的K條推薦路徑的推薦信任度，再通過加權(quán)平均得到 源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的推薦信任度計(jì)算子模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任系統(tǒng)，其特征在于 信任度查詢模塊包括用于源節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中查詢目的節(jié)點(diǎn)直接信任度的直接信任度查詢子模塊； 用于根據(jù)路徑優(yōu)化查找模塊，源節(jié)點(diǎn)查詢目的節(jié)點(diǎn)推薦信任度的推薦信任度查詢子模塊；用于查詢目的節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中的信譽(yù)值的信譽(yù)查詢子模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任系統(tǒng)，其特征在于 獎(jiǎng)懲模塊包括用于對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)提出懲罰機(jī)制的懲罰子模塊； 用于對(duì)善意節(jié)點(diǎn)提出獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的獎(jiǎng)勵(lì)子模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任系統(tǒng)，其特征在于 信任度更新模塊包括用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在交互之前有直接信任關(guān)系時(shí)，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度更新的 直接更新子模塊；用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在交互之前無直接信任關(guān)系時(shí)，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度更新的 間接更新子模塊。
6. —種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法，包括用于對(duì)新加入P2P網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的初始信任度賦值，制定系統(tǒng)的信任因子，設(shè)置P2P網(wǎng)絡(luò) 的最大搜索長(zhǎng)度L的初始化步驟；用于存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息，并提供查詢服務(wù)的存儲(chǔ)信任 步驟；用于利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的較優(yōu)的K條推薦路徑，分別計(jì)算出這 K條推薦路徑的信任度，再通過加權(quán)平均得到源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的路徑優(yōu)化 查找步驟；用于在P2P網(wǎng)絡(luò)初始化以后，源節(jié)點(diǎn)通過查詢存儲(chǔ)信任模塊中的信任信息，得到目的 節(jié)點(diǎn)的直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通過路徑優(yōu)化查找模塊得到推薦信任度的信任 度查詢步驟；用于接收來自信任度查詢模塊的有關(guān)目的節(jié)點(diǎn)直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值，通 過計(jì)算得到目的節(jié)點(diǎn)綜合信任度的信任度計(jì)算步驟；用于根據(jù)信任度計(jì)算模塊的綜合信任度和初始化模塊的信任因子，對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的信任 度進(jìn)行評(píng)估，決定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否交互的信任決策步驟；用于源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)交互后，源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)在此次交互中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的交 互評(píng)價(jià)步驟；用于根據(jù)信任決策模塊，得到節(jié)點(diǎn)是否為善意節(jié)點(diǎn)和惡意節(jié)點(diǎn)，再對(duì)節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)的 獎(jiǎng)懲機(jī)制更新節(jié)點(diǎn)的直接信任度的獎(jiǎng)懲步驟；用于根據(jù)交互評(píng)價(jià)模塊和獎(jiǎng)懲模塊，得到對(duì)于目的節(jié)點(diǎn)的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)懲機(jī)制，更新源節(jié) 點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度，并將信任信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)信任模塊中的信任度更新步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法，其特 征在于路徑優(yōu)化查找步驟包括7a)利用蟻群優(yōu)化算法查找源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)推薦路徑的路徑搜索子步驟，該步驟執(zhí) 行如下操作第一步，利用蟻群優(yōu)化算法搜索推薦路徑，設(shè)m是螞蟻的數(shù)量，dij為節(jié)點(diǎn)間的距離， dtv/(t)表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i對(duì)節(jié)點(diǎn)j的直接信任度，m只螞蟻全部從節(jié)點(diǎn)a出發(fā)，運(yùn)動(dòng)過程 中，按照Pijk(t)進(jìn)行概率轉(zhuǎn)移，公式為<formula>formula see original document page 3</formula>其中Jk為螞蟻k目前尚未訪問過的節(jié)點(diǎn)集合，參數(shù)a ， |3分別用來控制直接信任度和 距離的相對(duì)重要程度；第二步，按照第一步的方法搜索推薦路徑后，當(dāng)螞蟻到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)b時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng) 螞蟻?zhàn)叩拈L(zhǎng)度大于L時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所有的螞蟻都停止尋徑時(shí)一次循環(huán)結(jié)束； 7b)用于激勵(lì)推薦路徑上各節(jié)點(diǎn)主動(dòng)進(jìn)行推薦的激勵(lì)子步驟；7c)用于計(jì)算路徑搜索模塊中得到的K條推薦路徑的推薦信任度，再通過加權(quán)平均得 到源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度的推薦信任度計(jì)算子步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法，其特征在于信任度查詢步驟包括8a)用于源節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中查詢目的節(jié)點(diǎn)直接信任度的直接信任度查詢子步驟；8b)用于根據(jù)路徑優(yōu)化查找模塊，源節(jié)點(diǎn)查詢目的節(jié)點(diǎn)推薦信任度的推薦信任度查詢 子步驟；8c)用于查詢目的節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)信任模塊中的信譽(yù)值的信譽(yù)查詢子步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法，其特 征在于獎(jiǎng)懲步驟包括9a)用于對(duì)惡意節(jié)點(diǎn)提出懲罰機(jī)制的懲罰子步驟當(dāng)綜合信任度T(a，b)小于信任因子 T時(shí)，說明b節(jié)點(diǎn)不可信，則給節(jié)點(diǎn)a對(duì)b的直接信任度乘以一個(gè)懲罰因子9 ，即dtvMW =e 'dtv。w， e的值由e1—T(a'b) e 二t來決定，e g [o，i];9b)用于對(duì)善意節(jié)點(diǎn)提出獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的獎(jiǎng)勵(lì)子步驟當(dāng)綜合信任度T(a， b)大于等于信 任因子T時(shí)，說明節(jié)點(diǎn)b可信，則給節(jié)點(diǎn)a對(duì)b的直接信任度乘以獎(jiǎng)勵(lì)因子"，即dtvn = " dtv。ld， " = eT(a'b)—t為一個(gè)稍大于1的數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理方法，其特 征在于信任度更新步驟執(zhí)行如下操作10a)如果源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b此次交互之前有直接信任關(guān)系，則根據(jù)此次交互的評(píng) 價(jià)，采取相應(yīng)的獎(jiǎng)懲機(jī)制來更新直接信任度；10b)如果源節(jié)點(diǎn)a和目的節(jié)點(diǎn)b此次交互之前無直接信任關(guān)系，則更新直接信任度為 dtvnew= S XT(a，b) + (l-S) Xptv，式中S為綜合信任度T(a，b)的權(quán)重因子，S G [o，l]，ptv為對(duì)此次交互的評(píng)價(jià)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于路徑優(yōu)化查找的P2P網(wǎng)絡(luò)安全信任管理系統(tǒng)，主要解決現(xiàn)有系統(tǒng)中對(duì)新加入節(jié)點(diǎn)沒有初始化，無法高效地查找推薦路徑和防止惡意節(jié)點(diǎn)各種行為的問題。其管理步驟是(1)對(duì)P2P網(wǎng)絡(luò)初始化；(2)存儲(chǔ)與源節(jié)點(diǎn)有過直接交互的所有節(jié)點(diǎn)的信任信息；(3)利用蟻群優(yōu)化算法查找推薦路徑，計(jì)算源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的推薦信任度；(4)源節(jié)點(diǎn)查詢目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度、推薦信任度和信譽(yù)值；(5)計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的綜合信任度；(6)決定源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)是否交互；(7)源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；(8)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)采取獎(jiǎng)懲機(jī)制；(9)更新源節(jié)點(diǎn)對(duì)目的節(jié)點(diǎn)的直接信任度。該系統(tǒng)具有路徑查找效率高和能夠防止惡意節(jié)點(diǎn)各種行為的優(yōu)點(diǎn)，可用于P2P網(wǎng)絡(luò)的安全信任管理。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101702675SQ20091021910
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者于靜, 張躍宇, 李暉 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)